JP4985446B2 - EGR control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関のEGR制御装置に関する。 The present invention relates to an EGR control device for an internal combustion engine.
内燃機関の排気エミッションの低減及び燃費向上を図る技術として、内燃機関からの排気の一部をEGRガスとして吸気系に戻すEGR装置が知られている。 As a technique for reducing exhaust emission and improving fuel efficiency of an internal combustion engine, an EGR device that returns part of the exhaust from the internal combustion engine to the intake system as EGR gas is known.
また、減速時やエコラン車やハイブリッド車における機関自動停止時等に内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を行うことによって、燃費向上を図る技術が知られている。 In addition, there is known a technique for improving fuel efficiency by performing fuel cut control for stopping fuel supply to an internal combustion engine when decelerating or when an engine is automatically stopped in an eco-run vehicle or a hybrid vehicle.
EGR装置を備えた内燃機関において、EGR装置による吸気系へのEGRガスの導入が行われている時に燃料カット制御が行われると、燃料カット制御中吸気系及び排気系内にEGRガスが残留し、この残留しているEGRガスが燃料カット制御から通常の燃料噴射制御への復帰時に内燃機関に吸入される。この通常制御への復帰時に内燃機関に吸入される残留EGRガスが、排気浄化触媒によって十分に浄化されないまま車外に排出されてしまう場合があった。これに対し、動力源として内燃機関及び電動モータを備えたハイブリッドシステムにおいて、減速時に電動モータと内燃機関との間のクラッチを締結してモータリングを行うと共に、スロットルバルブを全開にして残留EGRガスを排気浄化触媒に送ることにより、残留EGRガスの浄化を行うことを図る技術が特許文献1に記載されている。
EGR装置を備えた内燃機関において、EGR装置による吸気系へのEGRガスの導入が行われている時に燃料カット制御が行われると、燃料カット制御中吸気系内にEGRガスが残留し、この残留しているEGRガスが燃料カット制御からの復帰時に気筒に吸入されることになる。この時のEGRガスの量が過剰に多い場合、燃料カット制御からの復帰時の内燃機関始動時に、失火等の燃焼不安定を生じる場合があった。 In an internal combustion engine equipped with an EGR device, if fuel cut control is performed while EGR gas is being introduced into the intake system by the EGR device, EGR gas remains in the intake system during the fuel cut control. The EGR gas is sucked into the cylinder when returning from the fuel cut control. If the amount of EGR gas at this time is excessively large, combustion instability such as misfire may occur when the internal combustion engine is started when returning from the fuel cut control.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、EGR装置を備えた内燃機関において、燃料カット制御から通常の燃料噴射制御への復帰時における燃焼を安定化させる技術を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a technique for stabilizing combustion at the time of return from fuel cut control to normal fuel injection control in an internal combustion engine equipped with an EGR device. It is intended.
上記目的を達成するため、本発明の内燃機関のEGR制御装置は、
内燃機関からの排気の一部をEGRガスとして前記内燃機関の吸気系に流入させるEGR装置と、
所定の燃料カット条件が成り立つ時に前記内燃機関における燃料噴射を停止する燃料カット制御を行う燃料カット制御手段と、
車両が走行する道路状況を取得する道路状況取得手段と、
前記道路状況取得手段によって取得した道路状況に基づいて、現在以降において前記燃料カット条件が成り立つタイミングを予測する予測手段と、
前記予測手段により予測された前記燃料カット条件が成り立つタイミングより所定時間前の時点で、前記内燃機関の吸気系内に存在するEGRガス量を減少させる処理を行う制
御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an EGR control device for an internal combustion engine of the present invention provides:
An EGR device that causes a part of exhaust gas from the internal combustion engine to flow into the intake system of the internal combustion engine as EGR gas;
Fuel cut control means for performing fuel cut control for stopping fuel injection in the internal combustion engine when a predetermined fuel cut condition is satisfied;
Road condition acquisition means for acquiring the road condition on which the vehicle is traveling;
Based on the road condition acquired by the road condition acquisition means, a prediction means for predicting the timing at which the fuel cut condition is satisfied after the present time;
Control means for performing a process of reducing the amount of EGR gas present in the intake system of the internal combustion engine at a time point a predetermined time before the timing at which the fuel cut condition predicted by the prediction means is satisfied;
It is characterized by providing.
ここで、「車両が走行する道路状況」とは、道路の形状に関する情報のみならず、道路周辺環境に関する情報や交通状況に関する情報等を含んでも良い。 Here, the “road condition in which the vehicle travels” may include not only information related to the shape of the road but also information related to the environment around the road, information related to the traffic condition, and the like.
また、「予測手段」は、道路状況取得手段により取得した上記のような情報に基づいて、現在以降において燃料カット条件が成り立つタイミングを予測する。例えば、現在走行中の道路を現在の運転状態のまま走行した場合、ある時間経過後に、カーブや下り坂といった減速運転される可能性が高い道路状況が現れる、という予測を行う。これにより、減速運転が行われるタイミング、すなわち燃料カット条件が成立するタイミングを予測することができる。 In addition, the “prediction unit” predicts the timing at which the fuel cut condition is satisfied after the present based on the above information acquired by the road condition acquisition unit. For example, when traveling on a road that is currently traveling in the current driving state, a prediction is made that a road situation that is likely to be decelerated such as a curve or a downhill appears after a certain period of time. Thereby, the timing at which the deceleration operation is performed, that is, the timing at which the fuel cut condition is satisfied can be predicted.
「制御手段」は、予測手段により燃料カット条件が成立すると予測されたタイミングより所定時間前の時点において、吸気系内に存在するEGRガス量を減少させる処理(以下、EGRガス低減処理という)を行う。ここで「所定時間」とは、燃料カット制御が行われることが予測されるタイミングより当該「所定時間」前にEGRガス低減処理を開始することにより、当該燃料カット制御の実行中に内燃機関の吸気系内のガスのEGR率が限界EGR率より高くなることを抑制できるように定められる時間である。なお、「限界EGR率」とは、失火等の燃焼不安定の発生を抑制可能なEGR率の上限値に基づいて定められる。 The “control unit” performs a process of reducing the amount of EGR gas existing in the intake system (hereinafter referred to as an EGR gas reduction process) at a time point a predetermined time before the timing at which the fuel cut condition is predicted to be satisfied by the prediction unit. Do. Here, the “predetermined time” means that the EGR gas reduction process is started before the “predetermined time” from the timing at which the fuel cut control is expected to be performed, so that the internal combustion engine This time is determined so as to suppress the EGR rate of the gas in the intake system from becoming higher than the limit EGR rate. The “limit EGR rate” is determined based on the upper limit value of the EGR rate that can suppress the occurrence of combustion instability such as misfire.
このように、本発明によれば、燃料カット制御が実際に開始される前の時点で、内燃機関の吸気系内のEGRガス量を減少させる制御が行われるので、実際に燃料カット制御が開始される時点において、既にある程度吸気系内のEGRガス量が減少した状態となる。従って、燃料カット制御の実行中に吸気系内に存在するガスのEGR率が限界EGR率より高くなることを抑制できる。これにより、燃料カット制御から通常の燃料噴射制御に復帰する条件が成立して通常の燃料噴射制御が開始された時に、失火等の燃焼不安定が生じることを抑制できる。 As described above, according to the present invention, the control for reducing the amount of EGR gas in the intake system of the internal combustion engine is performed before the fuel cut control is actually started. Therefore, the fuel cut control is actually started. At this point, the EGR gas amount in the intake system has already decreased to some extent. Accordingly, it is possible to suppress the EGR rate of the gas existing in the intake system from being higher than the limit EGR rate during execution of the fuel cut control. Thus, it is possible to suppress the occurrence of combustion instability such as misfire when the condition for returning from the fuel cut control to the normal fuel injection control is satisfied and the normal fuel injection control is started.
本発明において、上述した「EGRガス低減処理」を行う制御手段は、吸気系内に流入するEGRガスの量を減少させる手段として構成することができる。 In the present invention, the control means for performing the “EGR gas reduction process” described above can be configured as a means for reducing the amount of EGR gas flowing into the intake system.
具体的には、上記本発明の構成において、
前記EGR装置により前記内燃機関の吸気系に流入するEGRガスの量を調節する調節手段を更に備え、
前記制御手段は、前記予測手段により予測された前記燃料カット条件が成り立つタイミングより所定時間前の時点で、前記内燃機関の吸気系に流入するEGRガスの量が当該時点において吸気系に流入しているEGRガスの量より少なくなるように前記調節手段を制御しても良い。
Specifically, in the configuration of the present invention,
An adjusting means for adjusting the amount of EGR gas flowing into the intake system of the internal combustion engine by the EGR device;
The control means is configured such that at a time before the timing when the fuel cut condition predicted by the prediction means is satisfied, the amount of EGR gas flowing into the intake system of the internal combustion engine flows into the intake system at that time. The adjusting means may be controlled to be smaller than the amount of EGR gas that is present.
ここで、「調節手段」としては、EGR弁等、吸気系に流入するEGRガスの量を調節する機能を有する手段であればどのような手段を用いることもできる。吸気系に流入するEGRガス量をその時点で吸気系に流入しているEGRガス量より少なくするように調節手段を制御することによって、EGRガス低減処理を実現することができる。 Here, as the “adjusting means”, any means can be used as long as it has a function of adjusting the amount of EGR gas flowing into the intake system, such as an EGR valve. By controlling the adjusting means so that the amount of EGR gas flowing into the intake system is smaller than the amount of EGR gas flowing into the intake system at that time, the EGR gas reduction process can be realized.
本発明において、上述した「EGRガス低減処理」を行う制御手段は、吸気系内のEGRガスを吸気系外に排出する手段として構成することもできる。 In the present invention, the control means for performing the above-mentioned “EGR gas reduction process” can be configured as means for discharging the EGR gas in the intake system to the outside of the intake system.
例えば、上記本発明の構成において、
前記内燃機関の回転数を上昇させる回転数上昇手段を更に備え、
前記制御手段は、前記予測手段により予測された前記燃料カット条件が成り立つタイミングより所定時間前の時点で、前記回転数上昇手段により、前記内燃機関の回転数を当該時点における回転数より上昇させても良い。
For example, in the configuration of the present invention,
A rotation speed increasing means for increasing the rotation speed of the internal combustion engine;
The control means increases the rotational speed of the internal combustion engine from the rotational speed at the time by the rotational speed increasing means at a time before a predetermined time from the timing when the fuel cut condition predicted by the prediction means is satisfied. Also good.
上記構成において、「回転数上昇手段」とは、内燃機関の回転数を上昇させる機能を有する手段であればどのような手段を用いることもできる。例えば、前記回転数上昇手段を、前記内燃機関が搭載された車両のシフトをダウンさせる手段として構成することができる。回転数上昇手段によって、内燃機関の回転数をその時点における回転数よりも上昇させることによって、より早期に且つより多くの吸気系内のガスが気筒に吸入されることになるので、EGRガス低減処理を実現することができる。 In the above configuration, any means can be used as the “rotational speed increasing means” as long as it has a function of increasing the rotational speed of the internal combustion engine. For example, the rotation speed increasing means can be configured as means for lowering the shift of a vehicle on which the internal combustion engine is mounted. By increasing the rotational speed of the internal combustion engine with respect to the rotational speed at that time by means of the rotational speed increasing means, more gas in the intake system is sucked into the cylinder at an earlier stage. Processing can be realized.
本発明により、EGR装置を備えた内燃機関において、燃料カット制御から通常の燃料噴射制御への復帰時における燃焼を安定化させることが可能になる。 According to the present invention, in an internal combustion engine equipped with an EGR device, it is possible to stabilize combustion when returning from fuel cut control to normal fuel injection control.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.
図1は、本実施例における内燃機関1とその吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。なお、以下の全ての実施例において内燃機関とその吸排気系及び制御系の概略構成は共通である。内燃機関1は、複数の気筒18を有するガソリンエンジンである(図1には複数のうち1の気筒18の模式図を示している。他の気筒についても同様の構成を有する)。気筒18の内部には摺動可能にピストン3が挿入され、ピストン3と気筒18の内壁とにより気筒18内部に燃焼室2が形成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an
燃焼室2は、吸気ポート11を介して吸気通路5と連通しており、また、排気ポート8を介して排気通路6と連通している。吸気ポート11と燃焼室2との境界は吸気バルブ12によって開閉される。また、排気ポート8と燃焼室2との境界は排気バルブ9によって開閉される。
The combustion chamber 2 communicates with the intake passage 5 through the
吸気ポート11には、吸気ポート11内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁10が設けられている。また、気筒18の上部には、燃焼室2内に吸入される混合気に点火するための点火プラグ15が設けられている。
The
排気通路6には、活性状態で排気の空燃比を検出する空燃比センサ23及び、排気中に含まれる窒素酸化物(NOx)、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、微粒子物質(PM)等を浄化する排気浄化装置7が設けられている。吸気通路5には、吸気の量を制御可能なスロットル弁14が設けられている。また、吸気通路5には、吸気通路5に導入される空気の量(吸入空気量)を検出するエアフローメータ13及びサージタンク16が設けられている。
The exhaust passage 6 includes an air-
吸気通路5と排気通路6とはEGR通路30により接続されている。排気通路6を流れる排気の一部はEGR通路30を介して吸気通路5に流入する。EGR通路30によって内燃機関1の吸気系に流入する排気を「EGRガス」と称する。EGR通路30には、EGR通路30内を流れるEGRガスの流れ方向(図1中において矢印で示す)に沿って上流からEGRクーラ31及びEGR弁32が順に配置されている。
The intake passage 5 and the exhaust passage 6 are connected by an
EGRクーラ31は、EGR通路30の周囲を取り巻くように設けられ、EGR通路30内を流れるEGRガスを冷却する。EGR弁32は、無段階に開閉される電子制御弁(開閉弁)であり、EGR通路30内を流れて吸気通路5に流入するEGRガス量を自在に調整することができる。本実施例におけるEGR通路30及びEGR弁32は、本発明におけるEGR装置に相当する。
The
内燃機関1は、前述の空燃比センサ23、エアフローメータ13の他、図示しないクランクシャフトの回転角度に応じた電気信号を出力するクランクポジションセンサ21、図示しないアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)に応じた電気信号を出力するアクセルポジションセンサ22を備えている。これら各種センサから出力される信号は、内燃機関1を制御するコンピュータであるECU20に入力されるようになっている。ECU20は、これら各種センサから入力される信号に基づいて、燃料噴射弁10、EGR弁32、点火プラグ15、スロットル弁14を含む各種機器の動作を制御することにより、内燃機関1の運転状態を制御する。
The
また、内燃機関1を搭載した車両(図示省略)には、カーナビゲーションシステム(以下、ナビ)17が備えられている。ナビ17は、地図、道路形状(例えば、直線、カーブ、カーブの曲率、勾配等)、道路周辺環境(鉄道、サービスエリア、駐車場等)、交通状況(渋滞情報、工事情報、天候情報等)等の各種データを蓄積した記憶装置及び/又はそれら各種データをオンラインサービス等からダウンロードする情報取得システム等を備えて構成される。なお、ナビ17が利用可能なデータは、特に車両の走行速度に影響を与え得る情報を含むものであればどのようなものであっても良く、上記列挙した例に限られないし、上記列挙した例を全て利用可能である必要もない。本実施例におけるナビ17は、本発明における道路状況取得手段に相当する。「車両の走行速度に影響を与える情報」としては、例えば、カーブや下り坂等、運転者が減速運転をする可能性が高いと考えられる道路形状情報や道路勾配情報等を挙げることができる。
A vehicle (not shown) on which the
EGR弁32を開弁することにより、EGRガスが吸気通路5に流入する。このようにして内燃機関1の吸気系にEGRガスを導入することにより、冷却損失やポンプ損失が低減するので、燃費を向上させることができる。また、排気に含まれるNOxの量を低減させることができる。しかしながら、吸気のEGR率が過剰に高くなると、燃焼が不安定化し、失火やトルク変動等の問題が生じる場合がある。
By opening the
図2を用いて、このEGR率と燃焼不安定及び燃費との関係について説明する。図2において横軸はEGR率、縦軸は燃費及びトルク変動を表す。EGR率が増加していくと、EGRガス中の不活性ガスにより吸気の熱容量が増大し、燃焼温度が低下することにより、冷却損失が低下する。また、EGRガスの量が増加することでトルクが出なくなり、スロットル弁14の開度が増加しポンプ損失が減少する。その結果、領域Aにおいては、EGR率が増加するとともに燃費は向上(燃料消費量が減少)する。
The relationship between this EGR rate, combustion instability, and fuel consumption will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents the EGR rate, and the vertical axis represents fuel consumption and torque fluctuation. As the EGR rate increases, the heat capacity of the intake air increases due to the inert gas in the EGR gas, and the combustion temperature decreases, thereby reducing the cooling loss. Further, when the amount of EGR gas increases, torque is not generated, the opening degree of the
さらにEGR率が増加すると、不活性ガスの比率が高くなるため燃焼が悪化するので、領域Bにおいては燃費が悪化(燃料消費量が増加)し始めるとともに、燃焼が不安定化してトルク変動が急激に悪化する。本実施例では、過度の燃焼不安定が発生せず、且つ燃費が最高となる点(領域AとBの境界)をEGRの限界値としている。このような限界値を以下「限界EGR率」と称する。 As the EGR rate further increases, the ratio of inert gas increases and combustion deteriorates. Therefore, in region B, fuel consumption begins to deteriorate (increase in fuel consumption) and combustion becomes unstable and torque fluctuations suddenly increase. Worse. In this embodiment, the point where the excessive fuel instability does not occur and the fuel consumption is maximized (the boundary between the regions A and B) is set as the EGR limit value. Such a limit value is hereinafter referred to as a “limit EGR rate”.
一般に、内燃機関1の運転条件が低負荷低回転の場合、新気量及び燃料噴射量が少ないため、EGRガスの導入に対して燃焼不安定が生じ易い。一方、内燃機関1の運転条件が高負荷高回転の場合、安定した燃焼が行われるので、大量のEGRガスを導入しても燃焼
不安定を生じにくい。図3に、内燃機関1の運転条件が低負荷低回転の場合と高負荷高回転の場合との各場合における、吸気のEGR率とトルク変動との関係を示す。例えば図3のEGR率REGRのように、内燃機関1の運転条件が高負荷高回転の場合にはトルク変動が生じにくいEGR率であっても、内燃機関1の運転条件が低負荷低回転の場合には大きなトルク変動が生じる場合がある。
In general, when the operating condition of the
このように、燃焼が不安定化しない吸気のEGR率の上限値(限界EGR率)が内燃機関1の運転条件に応じて異なる点に鑑み、本実施例では、内燃機関1の運転条件が高負荷高回転になるほど吸気のEGR率が高くなるようにEGR制御を行うこととした。図4に、内燃機関1の運転条件(図4の例では回転数及び負荷)毎に定められるEGR率のマップを示す。図4に示すように、内燃機関1の回転数及び/又は負荷が高くなるほど、EGR率は高くされる。また、図4において斜線で示す所定の低負荷低回転領域ではEGRガスの導入が停止される。
Thus, in view of the fact that the upper limit (limit EGR rate) of the intake EGR rate at which combustion does not become unstable varies depending on the operating conditions of the
本実施例では、内燃機関1の所定の運転条件において、燃料噴射弁10による燃料噴射を停止する燃料カット制御を行う。所定の運転条件としては、減速時等を例示できる。この所定の運転条件を本実施例では「燃料カット条件」と称する。燃料カット条件が成立する時に燃料カット制御を行うことにより、余計な燃料消費を抑制することができ、燃費を向上させることができる。燃料カット制御時には、EGR弁32は閉弁され、吸気系へのEGRガスの導入も停止される。本実施例において、燃料カット条件が成り立つ時に燃料噴射弁10による燃料噴射を停止させる燃料カット制御を実行するECU20が、本発明における燃料カット制御手段に相当する。
In the present embodiment, fuel cut control for stopping fuel injection by the
ここで、吸気系にEGRガスが導入される運転条件で内燃機関1が運転されている時に燃料カット制御が開始されると、燃料カット制御中、EGR弁32より下流側のEGR通路30、EGR通路30の接続箇所より下流側の吸気通路5、サージタンク16、及び吸気ポート11から成る吸気系領域内にEGRガスが残留する。
Here, when the fuel cut control is started when the
吸気系領域内に残留しているEGRガスの一部は、燃料カット制御開始後に内燃機関1の回転が低下していく間に燃焼室2に吸入されて掃気されるが、燃料カット制御の開始直前の内燃機関1の運転条件等により十分に吸気系領域内から掃気されない場合がある。このような吸気系領域内にEGRガスが残留した状態で、燃料カット制御から通常の燃料噴射制御(通常制御)へ復帰すべき条件(復帰条件)が成立した場合、まず吸気系領域内に残留しているEGRガスが燃焼室2内に吸入されることになる。
A part of the EGR gas remaining in the intake system region is sucked into the combustion chamber 2 and scavenged while the rotation of the
特に、大量のEGRガスが導入される高負荷高回転領域に属する運転条件から燃料カット制御が開始された場合、通常制御への復帰条件が成立した時に吸気系領域内に大量のEGRガスが残留している可能性がある。そのような場合、通常制御への復帰条件が成立した時に即座に通常制御への復帰が行われると、吸気系領域内の高EGR率の残留ガスが内燃機関1の燃焼室2に吸入されるとともに、燃料噴射弁10による内燃機関1への燃料供給が行われる。そのため、復帰条件成立時の内燃機関1の運転条件に対応する限界EGR率を超えて気筒吸入ガスのEGR率が過剰に高くなり、失火等の燃焼不安定を生じる可能性がある。
In particular, when fuel cut control is started from an operating condition belonging to a high-load, high-rotation region where a large amount of EGR gas is introduced, a large amount of EGR gas remains in the intake system region when the return condition to normal control is satisfied. There is a possibility. In such a case, if the return to normal control is performed immediately when the return condition to normal control is satisfied, the residual gas having a high EGR rate in the intake system region is sucked into the combustion chamber 2 of the
このような燃料カット制御中の吸気系領域内に残留するガスのEGR率の変化について、図5を参照して説明する。図5のグラフの横軸は時間を表し、縦軸は限界EGR率、吸気系領域内のガスのEGR率、EGR弁32の開度、及び、スロットル弁14の開度を表す。図5において、燃料カット制御の開始前(時刻t0より前)の通常制御が行われている時は、吸気のEGR率が図4のマップで定められるような目標EGR率に制御される。目標EGR率は限界EGR率以下に設定される。これにより、通常制御時においては燃費
向上効果及び排気性能向上効果を実現しつつ、燃焼不安定が生じることを抑制できる。
A change in the EGR rate of the gas remaining in the intake system region during such fuel cut control will be described with reference to FIG. The horizontal axis of the graph of FIG. 5 represents time, and the vertical axis represents the limit EGR rate, the EGR rate of gas in the intake system region, the opening degree of the
時刻t0において燃料カット条件が成立すると、燃料カット制御が開始される。同時に、EGR弁32が閉弁され、スロットル弁14が閉弁される。これにより、破線Aで示されるように、時刻t0以降限界EGR率が急激に減少する。また、時刻t0以降、燃料カット制御により燃料噴射が停止されるが、暫くの間は慣性により内燃機関1の回転が継続し、それにより吸気系領域内の残留ガスが燃焼室2内に吸入され、掃気されていく。これにより、実線Bで示されるように、時刻t0以降吸気系領域内の残留ガスのEGR率も低下していく。
When the fuel cut condition is satisfied at time t 0, the fuel cut control is started. At the same time, the
ところが、図5に示すように、限界EGR率の低下と比較して残留ガスのEGR率の低下は遅く、燃料カット制御開始後において、吸気系領域内の残留ガスのEGR率が限界EGR率を超える場合がある(図5の例では時刻tA〜tBの期間)。燃料カット制御の継続時間が長くなると(例えば減速状態が長期に亘って継続する場合等)、図5の時刻tB以降のように、吸気系領域内の残留ガスのEGR率が十分に低下して限界EGR率以下となる場合もある。 However, as shown in FIG. 5, the decrease in the EGR rate of the residual gas is slower than the decrease in the limit EGR rate. After the fuel cut control is started, the EGR rate of the residual gas in the intake system region becomes the limit EGR rate. In some cases, it may exceed (in the example of FIG. 5, the period from time t A to t B ). When the duration of the fuel cut control is long (for example, when decelerating state continues for a long period of time, etc.), as the time t B later in FIG. 5, EGR rate of the residual gas in the intake system area is sufficiently reduced In some cases, the EGR rate is below the limit.
燃料カット制御中に通常制御への復帰条件が成立した場合、再びスロットル弁14が開弁されるとともに内燃機関1に対して燃料供給が再開されるが、復帰条件成立時にはまず吸気系領域内に残留しているガスが燃焼室2内に吸入される。
When the return condition to the normal control is established during the fuel cut control, the
従って、吸気系領域内の残留ガスのEGR率が限界EGR率以下まで低下している期間(図5の例では時刻tB以降)内の時点(例えば図5の時刻t2)において、燃料カット制御から通常制御への復帰条件が成立して通常の燃料噴射制御が開始された場合、適切な燃焼が行われると考えられる。 Accordingly, the fuel cut is performed at a time point (for example, time t 2 in FIG. 5) within a period (after time t B in the example of FIG. 5) in which the EGR rate of the residual gas in the intake system region is decreased to the limit EGR rate or less. When the return condition from the control to the normal control is satisfied and the normal fuel injection control is started, it is considered that appropriate combustion is performed.
一方、吸気系領域内の残留ガスのEGR率が限界EGR率を超えている期間(時刻tA〜tB)内の時点(例えば図5の時刻t1)において燃料カット制御から通常制御への復帰条件が成立して通常の燃料噴射制御が開始された場合、安定的に燃料が燃焼可能なEGR率に対して過剰にEGR率の高いガスが燃焼室2内に吸入されることになるため、失火等の燃焼不安定が生じる虞がある。 On the other hand, the fuel cut control is changed to the normal control at a time (for example, time t 1 in FIG. 5) within a period (time t A to t B ) in which the EGR rate of the residual gas in the intake system region exceeds the limit EGR rate. When the return condition is satisfied and normal fuel injection control is started, a gas having an EGR rate that is excessively higher than the EGR rate at which the fuel can be stably combusted is sucked into the combustion chamber 2. Instability of combustion such as misfire may occur.
これに対し、燃料カット制御開始後の吸気系領域内の残留ガスのEGR率が限界EGR率以下の値を維持できるように、図4のようなマップとして予め定められる目標EGR率を限界EGR率に対して十分低い値に設定することによって、燃料カット制御から通常制御への復帰時における燃焼不安定を抑制する対策が考えられる。 On the other hand, the target EGR rate predetermined as a map as shown in FIG. 4 is set to the limit EGR rate so that the EGR rate of the residual gas in the intake system region after the start of the fuel cut control can maintain a value equal to or lower than the limit EGR rate. By setting the value sufficiently low, it is possible to take measures to suppress combustion instability when returning from fuel cut control to normal control.
図6は、そのような考え方で目標EGR率を設定した場合の、燃料カット制御開始後の吸気系領域内ガスのEGR率と限界EGR率との関係を示したものである。図6の実線B2のように、燃料カット制御開始後における吸気系領域内ガスのEGR率の低下速度が遅くても燃料カット制御中に吸気系領域内のガスのEGR率が限界EGR率を超えないように、通常制御時における目標EGR率RTRG2(<RTRG1)を設定することができる。 FIG. 6 shows the relationship between the EGR rate of the gas in the intake system region after the start of the fuel cut control and the limit EGR rate when the target EGR rate is set based on such a concept. As shown by the solid line B2 in FIG. 6, the EGR rate of the gas in the intake system region exceeds the limit EGR rate during the fuel cut control even if the rate of decrease in the EGR rate of the gas in the intake system region after the start of the fuel cut control is slow. Thus, the target EGR rate R TRG2 (<R TRG1 ) during normal control can be set.
しかしながら、目標EGR率をこのような低い値に設定することは、図2における限界線よりもかなり低いEGR率を目標EGR率とすることを意味する。つまり、EGRの実施による燃費向上効果や排気性能向上効果を十分に得られなくなる可能性がある。 However, setting the target EGR rate to such a low value means that the EGR rate considerably lower than the limit line in FIG. 2 is set as the target EGR rate. That is, there is a possibility that the fuel efficiency improvement effect and the exhaust performance improvement effect due to the implementation of EGR cannot be sufficiently obtained.
そこで、本実施例では、目標EGR率として燃費向上効果や排気性能向上効果を十分に得ることが可能な限界EGR率に近い値を設定する。そして、ナビ17によってこれから
走行することが予測される道路の形状や勾配に関する情報を取得し、当該取得した情報に基づいて、近い将来において燃料カット条件が成立する可能性があるタイミングを予測する。
Therefore, in this embodiment, a value close to the limit EGR rate at which a fuel efficiency improvement effect and an exhaust performance improvement effect can be sufficiently obtained is set as the target EGR rate. Then, the
例えば、カーブの手前や下り坂においては一般に運転者は減速運転すると考えられるので、ナビ17により、現在走行中の道路においてある距離だけ離れた位置にカーブ又は下り坂が存在するという情報が取得された場合、現在の位置から当該カーブや下り坂に到るまでに要する時間を、例えば現在の車速に基づいて算出する。これにより、減速運転が行われることが予測されるタイミング、すなわち燃料カット条件が成立すると予測されるタイミングを算出することができる。
For example, since it is generally considered that the driver decelerates before a curve or on a downhill, the
そして、このようにして予測されたタイミングより一定時間前の時点で、EGR弁の開度を、その時点におけるEGR弁開度よりも閉じ側の開度に設定する制御を行う。これにより、実際に燃料カット条件が成立するタイミングより前の段階で、吸気系領域内に存在するガスのEGR率を目標EGR率より低くすることができる。よって、実際に燃料カット条件が成立した時に、既に吸気系領域内のガスのEGR率が十分に低下した状態としておくことができる。 And the control which sets the opening degree of an EGR valve to the opening degree of a close side rather than the EGR valve opening degree in the time at the time of fixed time before the timing estimated in this way is performed. Thereby, the EGR rate of the gas existing in the intake system region can be made lower than the target EGR rate before the timing when the fuel cut condition is actually satisfied. Therefore, when the fuel cut condition is actually satisfied, the EGR rate of the gas in the intake system region can be already sufficiently lowered.
ここで、「EGR率が十分に低下した状態」とは、燃料カット制御中に吸気系領域内の残留ガスのEGR率が限界EGR率を超えない程度にまで、吸気系領域内のEGR率が低下した状態を意味する。従って、燃料カット制御中に通常制御への復帰条件が成立した時に、即座に内燃機関1を通常制御に復帰させるべく燃料噴射を行っても、失火等の燃焼不安定が生じることを抑制できる。
Here, “the state where the EGR rate is sufficiently lowered” means that the EGR rate in the intake system region is such that the EGR rate of the residual gas in the intake system region does not exceed the limit EGR rate during fuel cut control. It means a lowered state. Therefore, even when fuel injection is performed to immediately return the
更に、燃料カット条件が成立すると予測されたタイミングより前において吸気のEGR率が目標EGR率より低くなるのは、当該タイミングより上記一定期間前の時点から、実際に燃料カット条件が成立する時点までの期間、すなわち当該一定期間の間に限られる。従って、EGRの実施による燃費向上効果や排気性能向上効果の低下を抑制することができる。 Furthermore, the EGR rate of the intake air becomes lower than the target EGR rate before the timing at which the fuel cut condition is predicted to be satisfied from the time before the predetermined period before the timing until the time when the fuel cut condition is actually satisfied. This period is limited to a certain period. Therefore, it is possible to suppress a reduction in fuel consumption improvement effect and exhaust performance improvement effect due to the implementation of EGR.
本実施例において、ナビ17により取得された情報に基づいて燃料カット条件成立タイミングを算出し、当該タイミングより一定時間前の時点でEGR弁の開度を閉じ側の開度に変更する処理を行うECU20が、本発明における制御手段に相当する。この処理を以下「EGRガス低減処理」と称する。
In the present embodiment, the fuel cut condition establishment timing is calculated based on the information acquired by the
図7は、上記の本実施例に係る制御が行われる時の限界EGR率、吸気系領域内のガスのEGR率、EGR弁開度の時間変化の一例を示したタイムチャートである。ナビ17によって取得された情報及び現在の車速等の運転状態に関する情報に基づいて、現時点(時刻tN)から減速等の燃料カット条件が成立することが予測される位置に到達するまでに要する時間ΔtPが算出され、燃料カット条件成立予測時刻t0が算出される。
FIG. 7 is a time chart showing an example of a temporal change in the limit EGR rate, the gas EGR rate in the intake system region, and the EGR valve opening when the control according to the present embodiment is performed. Based on the information acquired by the
この予測結果に基づいて、燃料カット条件成立予測時刻t0より一定時間ΔtC前の時点(時刻tP)において、EGRガス低減処理(本実施例では、EGR弁開度を、当該時点tPにおける目標開度DTRGよりΔDCだけ閉じ側の開度DC(=DTRG−ΔDC)に制御する処理)を開始すべきと判断される。 Based on this prediction result, at a time point (time t P ) before the fuel cut condition establishment prediction time t 0 for a certain time Δt C , the EGR gas reduction process (in this embodiment, the EGR valve opening is determined as the time point t P). in is determined that should start target degree of opening D TRG than [Delta] D C only closing side of the opening D C (= D TRG -ΔD C ) for controlling the process).
そして、時刻tPにおいて、EGR弁開度が開度DCに制御されることにより、吸気のEGR率が、その時点における目標EGR率RTRGより低いEGR率RCへと変化する。 Then, at time t P, EGR valve opening by being controlled to the opening degree D C, the EGR rate of the intake air is changed to the target EGR rate R TRG lower EGR rate R C at that time.
これにより、時刻t0において燃料カット条件が成立して実際に燃料カット制御が開始される時点において、吸気系領域内のガスのEGR率が「十分に低いEGR率」に低下した状態となるようにすることができる。 As a result, the EGR rate of the gas in the intake system region is reduced to a “sufficiently low EGR rate” when the fuel cut condition is satisfied at time t 0 and fuel cut control is actually started. Can be.
よって、図7に示すように、燃料カット制御の実行中における吸気系領域内の残留ガスのEGR率(実線B3)が限界EGR率(破線A)を超えることが抑制される。従って、燃料カット制御から通常制御へ復帰すべき条件が成立した時に、即座に内燃機関1の制御を通常制御に復帰させても、失火等の燃焼不安定が生じることを抑制できる。
Therefore, as shown in FIG. 7, the EGR rate (solid line B 3 ) of the residual gas in the intake system region during execution of the fuel cut control is suppressed from exceeding the limit EGR rate (broken line A). Therefore, even when the condition for returning from the fuel cut control to the normal control is satisfied, even if the control of the
ここで、「一定時間」とは、燃料カット制御が開始されることが予測されるタイミングよりその時間前の時点でEGRガス低減処理を行う(本実施例では、EGR弁開度を閉じ側にする)ことにより、当該燃料カット制御の実行中に吸気系領域内の残留ガスのEGR率が限界EGR率より高くなることを抑制できるように定められる時間である。この「一定時間」として最適な時間は、EGRガス低減処理においてEGR弁開度を閉じ側にする時の開度変更量によって変わることが考えられる。 Here, the “certain time” means that the EGR gas reduction processing is performed at a time before the timing at which fuel cut control is predicted to start (in this embodiment, the EGR valve opening is set to the closed side). Thus, during the execution of the fuel cut control, the time is determined so that the EGR rate of the residual gas in the intake system region can be suppressed from becoming higher than the limit EGR rate. It is conceivable that the optimum time as the “certain time” varies depending on the amount of change in opening when the EGR valve opening is closed on the EGR gas reduction processing.
例えば、開度変更量(閉じ量)を少なくする場合、EGRガス低減処理が開始されてから吸気系領域内のEGR率が十分に低下するまでに要する時間が比較的長くなるため、「一定時間」を比較的長い時間に設定し、燃料カット条件成立が予測されるタイミングよりかなり前の時点からEGRガス低減処理を開始する必要がある。すなわち、EGRガス低減処理の実施期間が長くなる。 For example, when the opening change amount (close amount) is reduced, the time required from when the EGR gas reduction process is started until the EGR rate in the intake system region sufficiently decreases is relatively long. ”Is set to a relatively long time, and the EGR gas reduction process needs to be started from a time point substantially before the timing at which the fuel cut condition is predicted to be established. That is, the implementation period of the EGR gas reduction process becomes longer.
但し、この場合、EGRガス低減処理の実施中においても、吸気のEGR率が目標EGR率より低くなる程度が比較的小さいので、燃費向上効果や排気性能向上効果へ与える影響は少ないと考えられる。 However, in this case, even during the execution of the EGR gas reduction process, the degree to which the intake EGR rate is lower than the target EGR rate is relatively small, so that it is considered that there is little influence on the fuel efficiency improvement effect and the exhaust performance improvement effect.
一方、EGRガス低減処理におけるEGR弁の開度変更量(閉じ量)を多くする場合、EGRガス低減処理が開始されてから吸気系領域内のEGR率が十分に低下するまでに要する時間が比較的短くなるため、「一定時間」を比較的短い時間に設定し、燃料カット条件成立が予測されるタイミングに比較的近い時点からEGRガス低減処理を開始すれば十分である。すなわち、EGRガス低減処理の実施期間を短くできる。 On the other hand, when increasing the opening degree change amount (closing amount) of the EGR valve in the EGR gas reduction process, the time required for the EGR rate in the intake system region to sufficiently decrease after the EGR gas reduction process is started is compared. Therefore, it is sufficient to set the “certain time” to a relatively short time and start the EGR gas reduction process from a time relatively close to the timing at which the fuel cut condition is predicted to be established. That is, the implementation period of the EGR gas reduction process can be shortened.
但し、この場合、EGRガス低減処理の実施中において、吸気のEGR率が目標EGR率よりかなり低くなるため、燃費向上効果や排気性能向上効果がある程度低下することが考えられる。しかしながら、EGRによる効果が低下する場合があったとしてもその期間を短くすることができるので、その影響は上述の場合と同様十分小さいと考えられる。 However, in this case, since the EGR rate of the intake air is considerably lower than the target EGR rate during the EGR gas reduction process, it is considered that the fuel efficiency improvement effect and the exhaust performance improvement effect are reduced to some extent. However, even if the effect due to EGR may be reduced, the period can be shortened, and the influence is considered to be sufficiently small as in the case described above.
本実施例では、実験やシミュレーションなどにより、燃費、排気性能、ドライバビリティ、燃焼安定化効果等について最適な「一定時間ΔtC」(燃料カット条件の成立が予測される時点に対するEGRガス低減処理の開始時点の先行時間)及び「EGR弁の閉じ量ΔDC」(EGRガス低減処理開始時の目標EGR弁開度に対する開度減少補正量)を定めて用いることとした。 In this embodiment, the optimal “certain time Δt C ” (the EGR gas reduction process at the time when the fuel cut condition is predicted to be established) is optimal for fuel consumption, exhaust performance, drivability, combustion stabilization effect, and the like through experiments and simulations. The preceding time at the start time) and the “EGR valve closing amount ΔD C ” (opening reduction correction amount with respect to the target EGR valve opening at the start of the EGR gas reduction process) are determined and used.
図8は、上記説明した本実施例の制御を実行するためのルーチンを表すフローチャートである。このルーチンは、内燃機関1の稼働中所定期間毎に繰り返し実行される。
FIG. 8 is a flowchart showing a routine for executing the control of the present embodiment described above. This routine is repeatedly executed at predetermined intervals during operation of the
ステップS101において、ECU20は、ナビ17によって取得される情報に基づいて、現在以降において燃料カット条件が成立することが予測される箇所があるか否かを判定する。ステップS101において肯定判定された場合、ECU20はステップS102に進む。ステップS101において否定判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行
を一旦終了する。
In step S <b> 101, the
ステップS102において、ECU20は、EGRガス低減処理の開始時刻tPを決定する。具体的には、ナビ17によって取得される道路情報及び現在の車速等の運転状態に関する情報に基づいて、燃料カット条件が成立することが予測される時刻t0を算出し、当該時刻t0から一定時間ΔtC前の時刻tP=t0−ΔtCをEGRガス低減処理の開始時刻とする。
In step S102,
ステップS103において、ECU20は、ステップS102において算出したEGRガス低減処理開始時刻tPになったか否かを判定する。ステップS103で肯定判定された場合、ECU20はステップS104に進む。ECU20は肯定判定されるまでステップS103を繰り返す。
In step S103,
ステップS104において、ECU20は、EGRガス低減処理を実行する。具体的には、EGR弁開度を目標EGR弁開度DTRGから閉じ量ΔDC閉じ側の開度DCに制御する。
In step S104, the
ステップS105において、ECU20は、ステップS102において算出した燃料カット条件成立予測時刻t0になったか否かを判定する。ステップS105で肯定判定された場合、ECU20はステップS106に進む。ECU20は肯定判定されるまでステップS105を繰り返す。
In step S105,
ステップS106において、ECU20は、燃料カット条件が成立したか否かを判定する。ステップS106において肯定判定された場合、ECU20はステップS107に進む。ステップS106において否定判定された場合、ECU20はステップS108に進む。
In step S106, the
ステップS107において、ECU20は、燃料カット制御を開始する。具体的には、燃料噴射を停止し、スロットル弁14及びEGR弁32を閉弁する。
In step S107, the
ステップS108において、ECU20は、ステップS101においてなされた予測通りに車両が走行しなかったものを判断し、EGRガス低減処理を停止する。すなわち、EGR弁開度を通常の目標EGR弁開度に戻す。また、燃料噴射についても通常制御を行う。
In step S108, the
なお、上記実施例において、EGRガス低減処理の開始時刻tPにおいてEGR弁開度を目標EGR弁開度に対して一定値ΔDCだけ閉じ側の開度DCに変更する制御について説明したが、時刻tPから時刻t0にかけてEGR弁開度を連続的に開度を変化させたり、2段階以上のステップを経て段階的に開度を変化させたりしても良い。また、当初燃料カット条件が成立すると予測された時刻t0になっても実際には燃料カット条件が成立していない場合において、燃料カット条件成立予測時刻t0以後一定期間燃料カット条件の成立の有無を確認してから、ステップS108の通常のEGR弁開度制御への復帰を行うようにしても良い。この「一定期間」は、燃料カット条件成立時刻の予測に関して生じる誤差の程度を予め実験等によって調査して定めたり、時刻の算出誤差に影響する因子(ナビ17から取得できる道路情報や運転状態等)に基づいてその都度算出したりして定めることができる。また、EGRガス低減処理(ステップS104)を実行した後、燃料カット条件成立予測時刻t0になったか否かの判定(ステップS105)を行わずに、燃料カット条件成立の有無の判定(ステップS106)を行い、その判定結果に基づいて燃料カット制御(ステップS107)を行うようにしても良い。
In the above embodiment describes the control for changing the opening degree D C fixed value [Delta] D C only the closing side of the EGR valve opening relative to the target EGR valve opening at the start time t P of the EGR gas reduction treatment , or continuously changing the opening degree of the EGR valve opening period from the time t P at time t 0, may or stepwise changed the opening through the two-step or more steps. Further, in the case where actually the fuel cut-off condition even if the original time t 0 when the fuel cut condition is predicted to be taken is not satisfied, fuel cut condition is satisfied prediction time t 0 after a period of time the fuel cut conditions met After confirming the presence or absence, the return to the normal EGR valve opening degree control in step S108 may be performed. This “predetermined period” is determined by investigating in advance the degree of error that occurs regarding the prediction of the time when the fuel cut condition is established, or by factors that affect the time calculation error (such as road information and driving conditions that can be acquired from the
次に、本発明の第2の実施例について説明する。本実施例と実施例1との相違点は、EGRガス低減処理として、EGR弁開度を閉じ側にする制御の代わりに、シフトダウンを行うようにした点である。この点以外は実施例1と同様であるので詳細な説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. The difference between the present embodiment and the first embodiment is that, as an EGR gas reduction process, downshifting is performed instead of control for closing the EGR valve opening. Except for this point, the second embodiment is the same as the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
図9は、回転数と車速との関係をシフト毎に示した図である。車速が等しければ、シフトダウンすることによって内燃機関1の回転数が上昇する。例えば、図9の点Aの運転状態(シフト5速、車速V、回転数NA)において、1段シフトダウンすることにより、図9の点Bの運転状態(シフト4速、車速V、回転数NB)に移行する。これにより、回転数はΔN(=NB−NA)上昇する。回転数が上昇することによって、吸気系領域内のガスがより早期且つより多く燃焼室2内に吸入されるので、吸気系領域内のガスを早期に掃気することが可能になる。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the rotation speed and the vehicle speed for each shift. If the vehicle speed is equal, the number of revolutions of the
そこで、本実施例では、ナビ17の情報によって将来の燃料カット条件が成立するタイミングを予測し、当該予測されたタイミングより一定時間前の時点で、EGRガス低減処理としてシフトダウンする制御を行うこととした。
Therefore, in this embodiment, the timing at which the future fuel cut condition is satisfied is predicted based on the information of the
これにより、実際に燃料カット条件が成立するタイミングより前の段階で、吸気系領域内に存在するガスを効率的に掃気することができるので、実際に燃料カット条件が成立する時点において吸気系領域内に存在するEGRガスの量が十分に減少した状態としておくことができる。 As a result, since the gas existing in the intake system region can be efficiently scavenged before the timing at which the fuel cut condition is actually satisfied, the intake system region at the time when the fuel cut condition is actually satisfied. The amount of EGR gas existing inside can be kept sufficiently reduced.
「EGRガス量が十分に減少した状態」とは、燃料カット制御中に吸気系領域内の残留ガスのEGR率が限界EGR率を超えない程度にまで、吸気系領域内のEGRガス量が減少している状態を意味する。従って、燃料カット制御中に通常制御への復帰条件が成立した時に、即座に内燃機関1を通常制御に復帰させるべく燃料噴射を行っても、失火等の燃焼不安定が生じることを抑制できる。
“EGR gas amount is sufficiently reduced” means that the EGR gas amount in the intake system region is reduced so that the EGR rate of the residual gas in the intake system region does not exceed the limit EGR rate during fuel cut control. It means the state that is. Therefore, even when fuel injection is performed to immediately return the
更に、吸気のEGR率が目標EGR率より低くなるのは、燃料カット条件が成立すると予測されたタイミングより上記一定期間前の時点から、実際に燃料カット条件が成立する時点までの期間、すなわち当該一定期間の間に限られる。従って、EGRの実施による燃費向上効果や排気性能向上効果の低下を抑制することができる。 Further, the intake EGR rate becomes lower than the target EGR rate because the period from the time before the predetermined period before the fuel cut condition is predicted to be satisfied to the time when the fuel cut condition is actually satisfied, that is, Limited to a certain period. Therefore, it is possible to suppress a reduction in fuel consumption improvement effect and exhaust performance improvement effect due to the implementation of EGR.
図10は、上記の本実施例に係る制御が行われる時の限界EGR率、吸気系領域内のガスのEGR率、EGR弁開度、シフト位置、内燃機関1の回転数の時間変化の一例を示したタイムチャートである。ナビ17によって取得された情報及び車速等の運転状態に関する情報に基づいて、現時点(時刻tN)から時間ΔtP将来の時点(時刻t0)において、減速等の燃料カット条件が成立することが予測される。
FIG. 10 shows an example of the time variation of the limit EGR rate, the EGR rate of the gas in the intake system region, the EGR valve opening, the shift position, and the rotational speed of the
この予測結果に基づいて、燃料カット条件成立予測時刻t0より一定時間ΔtC前の時点(時刻tP)において、EGRガス低減処理(本実施例では、当該時点tPにおけるシフトSnからSn−1に1段シフトダウンする処理)を開始すべきと判断される。そして、時刻tPにおいて、Sn−1にシフトダウンされることにより、内燃機関1の回転数の回転数がその時点における回転数NTRGより高い回転数NCに変化する。
Based on the prediction result, the fuel cut condition is satisfied prediction time t predetermined time from 0 Delta] t C a previous point in time (time t P), the EGR gas reduction processing (in this embodiment, S from the shift S n at the time t P It is determined that the process of shifting down one step to n-1 ) should be started. Then, at time t P, S by being shifted down to n-1, the rotational speed of the rotating speed of the
これにより、吸気系領域内のガスの掃気が促進されるので、吸気系領域内のガスのEGR率が、その時点における目標EGR率RTRGより低いEGR率に低下し始める。これにより、時刻t0において燃料カット条件が成立して実際に燃料カット制御が開始される時点において、吸気系領域内のガスのEGRガス量が「十分に減少した」状態となるよう
にすることができる。
As a result, scavenging of the gas in the intake system region is promoted, so that the EGR rate of the gas in the intake system region starts to decrease to an EGR rate lower than the target EGR rate RTRG at that time. Thus, the EGR gas amount of the gas in the intake system region is in a “sufficiently reduced” state when the fuel cut condition is satisfied at time t 0 and fuel cut control is actually started. Can do.
よって、図10に示すように、燃料カット制御の実行中における吸気系領域内の残留ガスのEGR率(実線B4)が限界EGR率(破線A)を超えることが抑制される。従って、燃料カット制御から通常制御へ復帰すべき条件が成立した時に、即座に内燃機関1の制御を通常制御に復帰させても、失火等の燃焼不安定が生じることを抑制できる。
Therefore, as shown in FIG. 10, the EGR rate (solid line B 4 ) of the residual gas in the intake system region during execution of the fuel cut control is suppressed from exceeding the limit EGR rate (broken line A). Therefore, even when the condition for returning from the fuel cut control to the normal control is satisfied, even if the control of the
本実施例における「一定時間」は、燃料カット制御が開始されることが予測されるタイミングよりその時間前の時点でEGRガス低減処理を行う(本実施例では、シフトダウンを行う)ことにより、当該燃料カット制御の実行中に吸気系領域内の残留ガスのEGR率が限界EGR率より高くなることを抑制できるように定められる時間である。この「一定時間」として最適な時間は、EGRガス低減処理においてシフトダウンを行う時の車速、シフト位置、回転数によって変わることが考えられる。 The “certain time” in the present embodiment performs EGR gas reduction processing (in this embodiment, downshifting) at a time before the timing at which fuel cut control is predicted to be started. This time is determined so that the EGR rate of the residual gas in the intake system region can be prevented from becoming higher than the limit EGR rate during execution of the fuel cut control. It is conceivable that the optimum time as the “certain time” varies depending on the vehicle speed, the shift position, and the rotation speed when performing the downshift in the EGR gas reduction process.
例えば、シフトダウンを行う時の車速が早いほど、シフトダウンによる回転数の上昇幅も大きくなることが考えられるので、より早期に掃気を行うことができる。従って、「一定時間」を短い時間に設定することができる。本実施例では、実験やシミュレーションなどにより、燃費、排気性能、ドライバビリティ、燃焼安定化効果等について最適な「一定時間ΔtC」(燃料カット条件の成立が予測される時点に対するEGRガス低減処理の開始時点の先行時間)を定めて用いることとした。なお、シフトダウンにより減速感が発生する場合があるため、シフトダウンは1段とすることが好ましいが、吸気系領域内のガスの掃気を促進するという本実施例の効果を奏するための制御としてはそれに限られるわけではない。 For example, it is conceivable that as the vehicle speed at the time of downshifting increases, the range of increase in the rotational speed due to downshifting increases, so scavenging can be performed earlier. Accordingly, the “certain time” can be set to a short time. In this embodiment, the optimal “certain time Δt C ” (the EGR gas reduction process at the time when the fuel cut condition is predicted to be established) is optimal for fuel consumption, exhaust performance, drivability, combustion stabilization effect, and the like through experiments and simulations. The preceding time at the start point) was determined and used. In addition, since there may be a feeling of deceleration due to the downshift, it is preferable that the downshift is one stage. However, as a control for achieving the effect of this embodiment of promoting the scavenging of the gas in the intake system region. Is not limited to that.
図11は、上記説明した本実施例の制御を実行するためのルーチンを表すフローチャートである。このルーチンは、内燃機関1の稼働中所定期間毎に繰り返し実行される。
FIG. 11 is a flowchart showing a routine for executing the control of the present embodiment described above. This routine is repeatedly executed at predetermined intervals during operation of the
ステップS201において、ECU20は、ナビ17によって取得される情報に基づいて、現在以降において燃料カット条件が成立することが予測される箇所があるか否かを判定する。ステップS201において肯定判定された場合、ECU20はステップS202に進む。ステップS201において否定判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を一旦終了する。
In step S201, the
ステップS202において、ECU20は、EGRガス低減処理の開始時刻tPを決定する。具体的には、ナビ17によって取得される道路情報及び現在の車速等の運転状態に関する情報に基づいて、燃料カット条件が成立することが予測される時刻t0を算出し、当該時刻t0から一定時間ΔtC前の時刻tP=t0−ΔtCをEGRガス低減処理の開始時刻とする。
In step S202,
ステップS203において、ECU20は、ステップS202において算出したEGRガス低減処理開始時刻tPになったか否かを判定する。ステップS203で肯定判定された場合、ECU20はステップS204に進む。ECU20は肯定判定されるまでステップS203を繰り返す。
In step S203,
ステップS204において、ECU20は、EGRガス低減処理を実行する。具体的には1段シフトダウンする。
In step S204, the
ステップS205において、ECU20は、ステップS202において算出した燃料カット条件成立予測時刻t0になったか否かを判定する。ステップS205で肯定判定された場合、ECU20はステップS206に進む。ECU20は肯定判定されるまでステッ
プS205を繰り返す。
In step S205,
ステップS206において、ECU20は、燃料カット条件が成立したか否かを判定する。ステップS206において肯定判定された場合、ECU20はステップS207に進む。ステップS206において否定判定された場合、ECU20はステップS208に進む。
In step S206, the
ステップS207において、ECU20は、燃料カット制御を開始する。具体的には、燃料噴射を停止し、スロットル弁14及びEGR弁32を閉弁する。
In step S207, the
ステップS208において、ECU20は、ステップS201においてなされた予測通りに車両が走行しなかったものを判断し、EGRガス低減処理を停止する。すなわち、シフトを通常の位置に戻す。また、燃料噴射についても通常制御を行う。
In step S208, the
なお、上記実施例において、当初燃料カット条件が成立すると予測された時刻t0になっても実際には燃料カット条件が成立していない場合において、燃料カット条件成立予測時刻t0以後一定期間燃料カット条件の成立の有無を確認してからステップS208の通常のシフト位置に戻す処理を行うようにしても良い。この「一定期間」は、実施例1で説明したものと同様に定めることができる。また、燃料カット条件成立予測時刻t0になったか否かの判定を行わずに、EGRガス低減処理(ステップS204)を実行した後、燃料カット条件成立予測時刻t0になったか否かの判定(ステップS205)を行わずに、燃料カット条件成立の有無の判定(ステップS206)を行い、その判定結果に基づいて燃料カット制御(ステップS207)を行うようにしても良い。 In the above embodiment, when the fuel cut condition is not actually satisfied even at time t 0 when the fuel cut condition is initially predicted to be satisfied, the fuel for a certain period after the fuel cut condition satisfaction predicted time t 0 is reached. After confirming whether or not the cutting condition is satisfied, the process of returning to the normal shift position in step S208 may be performed. This “predetermined period” can be determined in the same manner as described in the first embodiment. Further, without determining whether or not becomes the fuel cut condition is satisfied predicted time t 0, after performing EGR gas reduction processing (step S204), whether the determination has become the fuel cut condition is satisfied predicted time t 0 Without performing (Step S205), it may be determined whether or not the fuel cut condition is satisfied (Step S206), and the fuel cut control (Step S207) may be performed based on the determination result.
なお、以上述べた実施例は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施例には種々の変更を加え得る。例えば、上記実施例はEGRガス低減処理の開始タイミングや燃料カット条件成立タイミングの予測を時刻で説明しているが、サイクル数やクランク角度等の、時刻と相互変換可能なパラメータに置き換えることができる。また、実施例1のEGRガス低減処理(EGR弁開度を閉じ側にする)と、実施例2のEGRガス低減処理(シフトダウンする)とを組み合わせて行うこともできる。そうすることでより確実に吸気系領域内の残留EGRガス量を低減することができる。 The above-described embodiment is an example for explaining the present invention, and various modifications can be made to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the start timing of the EGR gas reduction process and the prediction of the fuel cut condition establishment timing are described in terms of time, but can be replaced with parameters such as the number of cycles and crank angle that can be mutually converted. . Also, the EGR gas reduction process of the first embodiment (EGR valve opening degree is closed) and the EGR gas reduction process (shift down) of the second embodiment can be performed in combination. By doing so, the residual EGR gas amount in the intake system region can be more reliably reduced.
1 内燃機関
2 燃焼室
3 ピストン
4 コンロッド
5 吸気通路
6 排気通路
7 排気浄化装置
8 排気ポート
9 排気バルブ
10 燃料噴射弁
11 吸気ポート
12 吸気バルブ
13 エアフローメータ
14 スロットル弁
15 点火プラグ
16 サージタンク
17 カーナビゲーションシステム
18 気筒
20 ECU
21 クランクポジションセンサ
22 アクセルポジションセンサ
23 空燃比センサ
30 EGR通路
31 EGRクーラ
32 EGR弁
DESCRIPTION OF
21
Claims (5)
所定の燃料カット条件が成り立つ時に前記内燃機関における燃料噴射を停止する燃料カット制御を行う燃料カット制御手段と、
車両が走行する道路状況を取得する道路状況取得手段と、
前記道路状況取得手段によって取得した道路状況に基づいて、現在以降において前記燃料カット条件が成り立つタイミングを予測する予測手段と、
前記予測手段により予測された前記燃料カット条件が成り立つタイミングより所定時間前の時点で、前記内燃機関の吸気系内に存在するEGRガス量を減少させる処理を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関のEGR制御装置。 An EGR device that causes a part of exhaust gas from the internal combustion engine to flow into the intake system of the internal combustion engine as EGR gas;
Fuel cut control means for performing fuel cut control for stopping fuel injection in the internal combustion engine when a predetermined fuel cut condition is satisfied;
Road condition acquisition means for acquiring the road condition on which the vehicle is traveling;
Based on the road condition acquired by the road condition acquisition means, a prediction means for predicting the timing at which the fuel cut condition is satisfied after the present time;
Control means for performing a process of reducing the amount of EGR gas present in the intake system of the internal combustion engine at a time point a predetermined time before the timing at which the fuel cut condition predicted by the prediction means is satisfied;
An EGR control device for an internal combustion engine, comprising:
前記EGR装置により前記内燃機関の吸気系に流入するEGRガスの量を調節する調節手段を更に備え、
前記制御手段は、前記予測手段により予測された前記燃料カット条件が成り立つタイミングより所定時間前の時点で、前記内燃機関の吸気系に流入するEGRガスの量が当該時点において吸気系に流入しているEGRガスの量より少なくなるように前記調節手段を制御することを特徴とする内燃機関のEGR制御装置。 In claim 1,
An adjusting means for adjusting the amount of EGR gas flowing into the intake system of the internal combustion engine by the EGR device;
The control means is configured such that at a time before the timing when the fuel cut condition predicted by the prediction means is satisfied, the amount of EGR gas flowing into the intake system of the internal combustion engine flows into the intake system at that time. An EGR control device for an internal combustion engine, wherein the adjusting means is controlled so as to be less than an amount of EGR gas.
前記EGR装置は、前記内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路を有し、
前記調節手段は、前記EGR通路に設けられたEGR弁を有し、
前記制御手段は、前記予測手段により予測された前記燃料カット条件が成り立つタイミングより所定時間前の時点で、前記EGR弁の開度が当該時点における前記EGR弁の開度より閉じ側の開度となるように前記EGR弁を制御することを特徴とする内燃機関のEGR制御装置。 In claim 2,
The EGR device has an EGR passage that connects an exhaust passage and an intake passage of the internal combustion engine,
The adjusting means has an EGR valve provided in the EGR passage,
The control means has an opening degree of the EGR valve that is closer to a closing side than an opening degree of the EGR valve at the time point before a timing when the fuel cut condition predicted by the prediction means is satisfied. An EGR control device for an internal combustion engine, wherein the EGR valve is controlled to be
前記内燃機関の回転数を上昇させる回転数上昇手段を更に備え、
前記制御手段は、前記予測手段により予測された前記燃料カット条件が成り立つタイミングより所定時間前の時点で、前記回転数上昇手段により、前記内燃機関の回転数を当該時点における回転数より上昇させることを特徴とする内燃機関のEGR制御装置。 In any one of Claim 1 to 3,
A rotation speed increasing means for increasing the rotation speed of the internal combustion engine;
The control means increases the rotational speed of the internal combustion engine from the rotational speed at the time point by the rotational speed increasing means at a time point a predetermined time before the timing at which the fuel cut condition predicted by the prediction means is satisfied. An EGR control device for an internal combustion engine.
前記回転数上昇手段は、前記内燃機関が搭載された車両のシフトをダウンさせることを特徴とする内燃機関のEGR制御装置。 In claim 4,
The EGR control device for an internal combustion engine, wherein the rotation speed increasing means lowers a shift of a vehicle on which the internal combustion engine is mounted.
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